照明器具的制作方法

照明器具的制作方法
【专利摘要】提供一种照明器具，在导光板的一面设置了棱镜时，能够提高从导光板的另一面射出的光的比率。照明器具具备：导光板(3)，由板状的透光性部件形成，具有在厚度方向的两侧相互对置设置而作为射出光的射出面发挥功能的射出面(32，33)；凸曲面状的突部(34)，配设在导光板的射出面(33)，由透光性树脂构成；及光源(1)，构成为对导光板的沿着厚度方向的第一端面(31)入射光。被定义为从光源射出的光的强度成为峰值的一半的部位间的角度的1/2指向角(θa)在导光板的厚度方向上为60°以下。突部相对于射出面(33)的高度(H)与突部和射出面(33)相接的部位的半径(R)之比(H/R)满足0.25以上且0.50以下。
【专利说明】照明器具

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种使用了导光板的照明器具。

【背景技术】
[0002] 日本专利申请公开2013-109951号公报公开一种所谓边缘发光方式的照明器具， 具备由板状的透光性部件构成的导光板、和对该导光板的沿着厚度方向的端面入射光的光 源。在该以往的照明器具中，入射到导光板内的光在导光板内反射或者折射之后，从导光板 的表面以及背面向导光板外放出。并且，在该照明器具中，在导光板的背面，通过点图案、微 小凹凸而形成有导光图案，通过设置在该导光板的背面的导光图案，对从导光板照射的光 进行配光控制。
[0003] 上述那样的使用了导光板的照明器具中，例如，将导光板的表面侧（没有设置导 光图案的面）朝向照射区域（照明对象）配置。因此，照明器具的配光分布优选为，从导光 板的表面照射的光量多，从导光板的背面照射的光量少。
[0004] 因而，在导光板的背面配设导光图案而进行配光控制的照明器具中，要求提高从 没有设置导光图案的导光板的表面射出的光的比率，得到适合于照明器具的配光分布。 实用新型内容
[0005] 本实用新型是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种在导光板的一面（第 一面）设置了导光图案（棱镜）的情况下，能够提高从导光板的另一面（第二面）射出的 光的比率的照明器具。
[0006] 本实用新型的照明器具具备导光板（3)、设置于所述导光板（3)的凸曲面状的突 部（34)以及光源（1)。所述导光板（3)由板状的透光性部件形成，具有在厚度方向的两侧 相互对置设置的第一面（33)以及第二面（32)。所述第一面（33)以及所述第二面作为射 出光的射出面发挥功能。所述凸曲面状的突部（34)由透光性树脂构成，配设于所述导光板 (3)的所述第一面（33)。所述光源（1)构成为对所述导光板（1)的沿着所述厚度方向的第 一端面（31)入射光。该照明器具中，1/2指向角（0 a)在所述导光板（3)的厚度方向上为 60°以下，所述1/2指向角（0 a)被定义为从所述光源（1)输出的光的强度成为峰值一半 的部位间的角度。该照明器具进一步为，所述突部（34)相对于所述第一面（33)的高度（H) 与所述突部（34)和所述第一面（33)相接的部位的半径（R)之比（H/R)满足0.25以上且 0. 50以下。
[0007] 在该照明器具中优选为，所述光源（1)具备：发出光的发光元件（Ilb);和聚光透 镜（12)，设置在所述发光元件（Ilb)与所述导光板（3)的所述第一端面（31)之间，对所述 发光元件（Ilb)所发出的光进行配光控制，以使所述1/2指向角（0 a)在所述导光板（3) 的厚度方向上成为60°以下。
[0008] 在该照明器具中优选为，所述聚光透镜（12)设置在所述导光板（3)的所述第一端 面（31)。
[0009] 在该照明器具中优选为，所述聚光透镜（12)具有收纳所述发光元件（Ilb)的凹部 (12a)、以及从所述凹部（12a)的周缘（12f)到达所述导光板（3)的所述第一端面（31)的 外缘的反射面（12e)。
[0010] 在该照明器具中优选为，所述突部（34)相对于所述第一面（33)的高度（H)与所 述突部（34)和所述第一面（33)相接的部位的半径（R)之比（H/R)满足0.26以上且0.44 以下。
[0011] 在该照明器具中优选为，所述导光板（3)具有与所述第一端面（31)对置的第二端 面（35)，并且以所述第二端面（35)比所述第一端面（31)更接近于从所述第二面（32)射出 的光所照射的照射面（100)的方式倾斜地设置，所述导光板（3)相对于与所述照射面（100) 平行的基准面（110)倾斜的角度（9 1)为5°以上且25°以下。
[0012] 在该照明器具中优选为，所述突部（34)相对于所述第一面（33)的高度（H)与 所述突部（34)和所述第一面（33)相接的部位的半径（R)之比（H/R)满足0.30以上且 0. 43以下，所述导光板⑶相对于所述基准面（110)倾斜的角度（0 1)满足-250 ? (H/ R)+100 彡 0 1 彡-335. 7 ? (H/R)+149. 2。
[0013]该照明器具优选还具备反射部件（8)，所述反射部件（8)与所述第一面（33)对置 设置，以反射从所述导光板（3)的所述第一面（33)射出的光。
[0014] 在该照明器具中优选为，所述突部（34)通过由喷墨装置吐出到所述第一面（33) 上的透光性树脂的液滴硬化而形成。
[0015] 在该照明器具中优选为，所述光源（1)具备：多个LED元件（11b)，在所述第一端 面（31)上，沿着与所述导光板（3)的厚度方向正交的方向（D3)设置；和聚光透镜（12)，设 置在所述多个LED元件（Ilb)与所述第一端面（31)之间，对所述多个LED元件（Ilb)发出 的光进行配光控制，以使所述1/2指向角（0 a)在所述导光板（3)的厚度方向上成为60° 以下，所述突部（34)在所述导光板（3)的所述第一面（33)上形成为二维阵列状。
[0016] 在本实用新型的照明器具中，从光源输出的光的强度成为峰值的一半的部位间的 角度即1/2指向角在导光板的厚度方向上为60°以下，配设于导光板的一面的由透光性树 脂构成的凸曲面的突部相对于第一面的高度H与突部和第一面相接的部位的半径R之比 H/R满足0.25以上且0.50以下。由此，从光源导入到导光板内的光被突部反射，从第二面 射出。因此，根据本实用新型的照明器具，具有在导光板的一面（第一面）上设置突部（棱 镜）的情况下，能够提高从导光板的另一面（第二面）射出的光的比率的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1是表示实施方式1的照明器具的构成的截面图。
[0018] 图2是表示实施方式1的照明器具的构成的立体图。
[0019] 图3是表示实施方式1的照明器具的构成的分解立体图。
[0020] 图4是表示实施方式1的光源的构成的截面图。
[0021] 图5A、5B是表不实施方式1的棱镜的说明图。
[0022] 图6是表示向实施方式1的导光板入射的光的路线的说明图。
[0023] 图7是表示实施方式1的仿真模型的立体图。
[0024] 图8A、8B是表示实施方式1的光源的1/2指向角的说明图。
[0025] 图9是表示从实施方式1的导光板射出的光的范围分类的立体图。
[0026] 图10AU0B是表示对于实施方式1的照明器具而言优选的配光分布的说明图。
[0027] 图IlAUlB是表示对于实施方式1的照明器具而言不适格的配光分布的说明图。
[0028] 图12是表示实施方式1的扁平率与射出比间的关系的图表图。
[0029] 图13是表示实施方式1的1/2指向角与射出比间的关系的图表图。
[0030] 图14是表示实施方式1的扁平率与正面光的比例间的关系的图表图。
[0031] 图15是表示实施方式1的基于仿真结果的配光分布的优劣的说明图。
[0032] 图16是表示实施方式1的基于仿真结果的配光分布的优劣的说明图。
[0033] 图17是表示实施方式1的基于仿真结果的配光分布的优劣的说明图。
[0034] 图18是表示实施方式1的基于仿真结果的配光分布的优劣的说明图。
[0035] 图19A、19B是表示仅基于实施方式1的光源的实际的配光分布的说明图。
[0036] 图20A、20B是表示实施方式1的照明器具的实际的配光分布的说明图。
[0037] 图21是表示将实施方式1的导光板与聚光透镜一体形成的构成的立体图。
[0038] 图22是表示实施方式2的照明器具的构成的立体图。
[0039] 图23是表示实施方式2的照明器具的构成的侧视图。
[0040] 图24是表示实施方式2的配光分布的说明图。
[0041] 图25A?25F分别是表示在实施方式3的照明器具中使用了不同扁平率的棱镜的 情况下的配光分布的说明图。
[0042] 图26是表示将实施方式3的2个扁平率的棱镜混合使用的情况下的狭角配光的 说明图。
[0043] 图27是表示将实施方式3的3个扁平率的棱镜混合使用的情况下的广角配光的 说明图。
[0044] 图28A、28B是表示实施方式3的聚光透镜的其他构成的平面图。
[0045] 图29是表示实施方式4的照明器具的构成的立体图。
[0046] 图30是表示实施方式4的照明器具的构成的侧视图。
[0047] 图31A、3IB是表示实施方式4的倾斜角0 1 = 0°的照明器具的配光分布的说明 图。
[0048] 图32A、32B是表示使实施方式4的导光板倾斜的照明器具的配光分布的说明图。
[0049] 图33是表示实施方式4的下限倾斜角以及上限倾斜角的导出方法的说明图。
[0050] 图34是表示实施方式4的倾斜角0 1的范围的图表图。
[0051] 图35是表示实施方式4的照明器具的其他构成的概略图。
[0052] 图36是表示实施方式4的倾斜角0 1的范围的图表图。
[0053] 图37是表示实施方式4的其他照明器具的构成的侧视图。

【具体实施方式】
[0054] 以下，根据附图来对本实用新型的实施方式进行说明。
[0055](实施方式1)
[0056] 如图1?图3所示，本实施方式的照明器具具备光源1、固定夹具2以及导光板3。
[0057] 如图2所示，在本实施方式的照明器具中，光源1配置在第一方向Dl的第一侧，而 导光板3配置在第一方向Dl的第二侧。在图2的例中，下侧以及上侧分别对应于第一方向 Dl的第一侧以及第二侧。在本实施方式中，第一方向Dl对应于照明器具的宽度方向。
[0058] 如图1所示，在导光板3的一面形成有多个凸曲面状的突部（以下，为了方便而称 为"棱镜"）34。在本实施方式中，多个棱镜34设置在与第一方向Dl (宽度方向）正交的第 二方向的第二侧。在图1的例中，右侧以及左侧分别对应于第二方向D2的第一侧以及第二 侦k在本实施方式中，第二方向D2对应于照明器具的厚度方向。
[0059] 此外，图2中的D3是与第一方向Dl(宽度方向）以及第二方向D2(厚度方向）正 交的第三方向。在本实施方式中，第三方向D3对应于照明器具的长度方向。
[0060] 如图1?4所示，光源1具有LED单元11和聚光透镜12。
[0061]如图3所示，LED单元11具备在第三方向D3上较长的长条状的基板Ila和安装 在基板Ila的表面上的多个LED元件lib。多个LED元件Ilb在基板Ila上沿着基板Ila 的长边方向（第三方向D3)以等间隔排列为1列。此外，多个LED元件Ilb配置在基板Ila 的聚光透镜12侧的面（第一方向Dl的第二侧的面）。
[0062] 如图2、图3所示，基板Ila被固定夹具2保持。如图3所示，固定夹具2由金属材 料形成为在第三方向D3上较长的长条状、且包围三方的形状（截面为""字状）。固定夹 具2包括中央片21、和从中央片21的宽度方向的两侧缘（第二方向D2的两侧缘）向相同 方向（第一方向Dl的第二侧）立设的侧片22、23。基板Ila在侧片22、23之间配置在中央 片21上。在中央片21的与设置侧片22、23的一侧相反侧的面（第一方向Dl的第一侧的 面）上形成有散热片24,具有将LED元件Ilb产生的热散热的功能。并且，从未图示的点亮 电路经由（2根）电源线4向LED单元11供给点亮电力，由此LED元件Ilb发出光。
[0063] 如图2、图3所示，聚光透镜12由透明树脂、玻璃等形成为棒状。聚光透镜12形成 为在第三方向D3上长的棒状（在LED单元11的长边方向上长的棒状）。聚光透镜12与 LED单元11对置配置。图4所示，聚光透镜12的与长边方向正交的面的截面形状为从一 端到另一端扩径（随着远离LED单元11而宽度逐渐变宽）的大致碗型。在聚光透镜12的 一端侧（第一方向Dl的第一侧；LED单元11侧），在聚光透镜12的长边方向上较长地形成 有大致矩形箱状的凹部12a。此外，凹部12a的底面12b形成为凸透镜状。具体地说，凹部 12a的底面12b形成在从第二方向D2的中央朝向两侧弯曲的凸透镜上。如图4所示，凹部 12a形成在基板Ila上配置了聚光透镜12时收容LED元件Ilb的空间。即，LED元件Ilb 发出的光从凹部12a的底面12b以及侧面12c入射到聚光透镜12内。换言之，底面12b以 及侧面12c形成聚光透镜12的入光面。聚光透镜12的另一端侧（第一方向Dl的第二侧） 形成平面状的出光面12d，从入光面入射到聚光透镜12内的光在聚光透镜12内反射、折射 之后从出光面12d射出。此外，聚光透镜12的侧面成为向外侧鼓出的曲面状的反射面12e。 反射面12e从凹部12a的周缘12f (凹部12a的第二方向D2的边缘）连续到出光面12d的 外缘。该反射面12e形成为，对从凹部12a的侧面12c入射到聚光透镜12内的光进行全反 射。该聚光透镜12被称为TIR(Total Internal Reflection:全内反射）透镜，具有对LED 单元11所发出的光进行配光控制的功能，一般来说光效率优良。
[0064] 如图1?图3所示，导光板3使用玻璃或者丙烯酸等透光性部件形成为矩形板状。 如图1、图3所不，在导光板3的一个端面31 (第一方向Dl的第一侧的端面；第一端面），对 置地配置了聚光透镜12的出光面12d，聚光透镜12的反射面12e从凹部12a的周缘12f?到 达导光板3的端面31的外缘。并且，导光板3的端面31与聚光透镜12的出光面12d在相 互对置的状态下相接，由聚光透镜12配光控制后的LED兀件Ilb的光（光源1发出的光） 向端面31入射。从端面31入射到导光板3内的光在导光板3内被导光，从与端面31大致 正交的射出面32 (第二方向D2的第二侧的面；第二面）以及射出面33 (第二方向D2的第 一侧的面；第一面）漏光而射出。此外，导光板3中，与安装有光源1的端面31对置地形成 有端面35 (第一方向Dl的第二侧的端面；第二端面）。
[0065] 在导光板3的射出面33,为了将从端面31入射到导光板3内的光向射出面32侧 反射而（在外面侧）形成有多个棱镜34。本实施方式的棱镜34通过由喷墨装置吐出到射 出面33上的透光性树脂的液滴硬化而形成在射出面33上，成为凸曲面的突部形状（参照 图5A、5B)。棱镜34的与射出面33相接的面为圆形。棱镜34在射出面33上形成为二维 阵列状。从端面31入射到导光板3内并朝向射出面33前进的光的一部分被棱镜34反射 而从射出面32射出。即，棱镜34是为了将向导光板3入射的光向射出面32侧反射而形成 的。
[0066] 通过使用喷墨装置，在制作具备棱镜34的导光板3时不需要模具，不需要按尺寸、 种类等不同的每个导光板来制作模具的初始投资，能够实现成本减少。此外，通过变更使喷 墨装置动作的程序，能够自如地设定棱镜34的印刷图案，因此能够比较容易地制作设计性 高的印刷图案。
[0067] 本实施方式的照明器具在作为照明对象的区域所存在的方向上，朝向射出面 32 (第二面）设置，因此进行基于聚光透镜12的配光控制、基于导光板3的棱镜34的光的 反射控制，以使射出面32的射出光比射出面33 (第一面）多。
[0068] 例如，如图6的实线Yl、Y2所示，在从端面31向导光板3入射的光的入射角度小 的情况下，朝向棱镜34的光到达棱镜34的周缘附近。到达棱镜34的周缘附近的光的大部 分被棱镜34反射，从射出面32侧射出。另一方面，如图6的虚线Y3所示，在从端面31向 导光板3入射的光的入射角度大的情况下，到达棱镜34的光的大部分被棱镜34的表面折 射，从射出面33侧射出。
[0069] 因此，在本实施方式中，通过将光源1的配光分布最优化，并且将棱镜34的形状也 最优化，使从射出面32射出的射出光占主导地位。
[0070] 为了上述目的，本申请发明人通过仿真求出了光源1的最优配光分布、棱镜34的 最优形状。图7是仿真中使用的照明器具的模型的说明图。
[0071] 在该模型中，将10个LED元件Ilb以IOmm间隔配设在基板Ila上。此外，丙烯 酸制的导光板3的长度Xll为Xll = 100mm，宽度X12为X12 = 200mm，厚度X13为X13 = 4mm。此外，导光板3为，光源1发出的光所入射的端面31以外的3个端面（包含端面35) 的扩散反射率为90%。此外，射出面33上的棱镜34的覆盖率为50%，棱镜34的半径R为 R = 30 u m〇
[0072] 作为使用上述模型的仿真的变量，使用"导光板3的厚度方向的光源1的1/2指向 角9 a"、"棱镜34的扁平率H/R"。
[0073] 在此，"导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角"是指，在导光板3的厚度 方向（第二方向D2)上，从光源1输出的光的强度成为峰值的一半的部位间的角度。如图 8A所示，聚光透镜12使LED单元11的LED元件Ilb所发出的光的指向角变窄而射出。在 此，聚光透镜12射出的光在聚光透镜12的指向角的中央Z1，强度几乎成为峰值。并且，在 本申请说明书中，将光强度为中央Zl的光强度的一半的部位Z2、Z3间的角度0 a定义为光 源1的1/2指向角。在本仿真中，将导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0 a作 为变量。
[0074]此外，在光源1仅由LED单元11构成（不设置聚光透镜12)的情况下，如图8B所 示，在LED元件Ilb的指向角的中央Z11，光强度几乎成为峰值，光强度为中央Zll的光强度 的一半的部位Z12、Z13间的角度0b为1/2指向角。在此，在使用一般的朗伯配光的LED 元件Ilb的情况下，1/2指向角0b为0b = 120°左右，由于1/2指向角0b较大，因此从 射出面33射出的射出光变多（参照图6)。因此，在本实施方式中，通过设置聚光透镜12， 使LED元件Ilb所发出的光的指向角变窄，将光源1的1/2指向角0 a设定为所希望的值。 因而，通过使用聚光透镜12,即使在LED元件Ilb使用了一般的朗伯配光的元件的情况下， 也能够将光源1的1/2指向角0 a设定为所希望的值，因此能够将低价且高输出的朗伯配 光的元件用作LED元件lib。
[0075] 此外，"棱镜34的扁平率H/R"是指棱镜34的高度（棱镜34相对于射出面33的 高度）H与棱镜34和射出面33相接的部位的半径R之比（参照图5B)。棱镜34越是沿高 度方向压扁的形状，该扁平率H/R的值越小。
[0076]使用了导光板3的照明器具中，例如将没有设置棱镜34的射出面32朝向照射区 域（照明对象）配置。在这种情况下，照明器具的配光分布优选为，使从没有设置棱镜34 的射出面32照射的光（称为前面光）的光量变多，使从设置了棱镜34的射出面33照射的 光（称为背面光）的光量变少。
[0077] 因此，通过使用图7的模型、并以光源1的1/2指向角0 a、棱镜34的扁平率H/R 为变量的仿真，导出导光板3的配光分布、以及导光板3的前面光Il与背面光12之比即射 出比11/12。此外，导光板3的前面光Il是从射出面32 (第二面）向导光板3外射出的光， 导光板3的背面光12是从射出面33(第一面）向导光板3外射出的光。即，如图9所不，前 面光Il是从导光板3向导光板3的前面方向（射出面32所面对的方向；第二方向D2的第 二侧）（以射出面32的正面方向为中心的180°的范围内）射出的光。此外，如图9所示， 背面光12是从导光板3向导光板3的背面方向（射出面33所面对的方向；第二方向D2的 第一侧）（以射出面33的正面方向为中心的180°的范围内）射出的光。射出比11/12越 大，则从射出面32射出的射出光越占主导地位，作为照明器具的配光分布越优选。
[0078] 并且，如图9所示，将前面光Il分为相对于射出面32以较小的射出角度向正面方 向射出的正面光111、以及相对于射出面32以较大的射出角度向倾斜方向射出的侧光112。 在此，正面光111是前面光Il之中、向以射出面32的正面方向为中心的120°的范围内射 出的光。侧光112是前面光Il之中、向以射出面32的正面方向为中心的120°的范围外射 出的光。前面光Il所含的正面光111的比例越大，则作为照明器具的配光分布越优选。
[0079] 图10AU0B是在光源1的1/2指向角0 a = 60°、扁平率H/R = 0. 36的条件下， 从导光板3的长度方向（XII的两端方向；第三方向D3)观察的配光分布的仿真结果。具 体地说，图IOA是配光分布的仿真结果即配光曲线图，图IOB是配光分布的仿真结果的概念 图。此外，在图IOA中，各同心圆的数值（0. 2?1. 0)为光度的相对值，以下，对于其他配光 曲线图也是同样的。此外，图IOA中的0°对应于射出面32的正面方向（第二方向D2的第 二侧），±90°对应于导光版3的长度方向（第一方向Dl)的两侧。在这种情况下，前面光 Il与背面光12之比即射出比11/12较大，前面光Il (从射出面32射出的射出光）占主导 地位。此外，前面光Il之中、正面光（图IOA中，从-60°到60°的范围的光）111变得比 侧光（图IOA中，从-90°到-60°以及从60°到90°的范围的光）112大。由此，成为作 为照明器具优选的配光分布。
[0080] 接下来，图11A、11B是在光源1的1/2指向角0a= 120°、扁平率H/R = 0.24的 条件下，从导光板3的长度方向（XII的两端方向；第三方向D3)观察的配光分布的仿真结 果。具体地说，图IlA是配光分布的仿真结果即配光曲线图，图IlB是配光分布的仿真结果 的概念图。在这种情况下，背面光12(从射出面33射出的射出光）的比例较大，前面光Il 与背面光12之比即射出比11/12变小。此外，与图IOA的情况相比，前面光Il中的侧光 112的比例变大。因而，成为作为照明器具不适当的配光分布。
[0081] 图12、图13是表示在改变棱镜34的扁平率H/R、光源1的1/2指向角0 a的同时 求出射出比11/12并描绘其结果的图表。
[0082] 图12是使横轴为棱镜34的扁平率H/R、纵轴为导光板3的前面光Il与背面光12 之比即射出比11/12,并描绘通过仿真而得到的数据的图表。此外，在图12中，?(菱形） 表示1/2指向角0a彡70°的情况的数据；(正方形）表示1/2指向角0a = 60°的情 况的数据；▲(三角）表示1/2指向角0a = 4〇°的情况的数据；X (叉）表示1/2指向角 0 a = 20°的情况的数据。从图12可知，在1/2指向角0 a为70°以上的情况下，在棱镜 34的扁平率H/R的整个范围内射出比11/12较小（前面光Il的比例较少）。另一方面，可 知在1/2指向角0 a为60°以下的情况下，如果棱镜34的扁平率H/R在0.25以上且0.50 以下的范围内，则射出比11/12提高，从射出面32射出的射出光占主导地位。
[0083] 此外，图13是使横轴为导光板3的厚度方向的1/2指向角0a、纵轴为射出比11/ 12,并描绘通过仿真而得到的数据的图表。此外，在图13中，?(菱形）表示棱镜34的扁 平率H/R小于0. 25的情况的数据；(正方形）表示棱镜34的扁平率H/R为0. 25以上且 小于0. 35的情况的数据；▲(三角）表示棱镜34的扁平率H/R为0. 35以上且小于0. 45 的情况的数据；X (叉）表示棱镜34的扁平率H/R为0. 45以上且0. 50以下的情况的数据。 从图13可知，在棱镜34的扁平率H/R小于0. 25的情况下，在1/2指向角0 a的整个范围内 射出比11/12较小（前面光Il的比例较少）。此外，即使棱镜34的扁平率H/R为0. 25以 上且小于0.50,在1/2指向角0 a为70°以上的范围内，射出比11/12也为较小的值。另 一方面，可知在棱镜34的扁平率H/R为0.25以上且0.50以下的情况下，如果1/2指向角 0 a为60°以下，则射出比11/12随着1/2指向角0 a变小而增加，从射出面32射出的射 出光占主导地位。
[0084] 根据图12、图13的仿真结果可知，只要满足导光板3的厚度方向的1/2指向角0 a 为60°以下、棱镜34的扁平率H/R为0. 25以上且0. 50以下这样的条件，则从射出面32射 出的射出光占主导地位。因而，只要导光板3的厚度方向的1/2指向角0 a为60°以下，棱 镜34的扁平率H/R为0. 25以上且0. 50以下，则作为照明器具的配光分布变得优选。
[0085] 接下来，图14是使横轴为棱镜34的扁平率H/R、纵轴为正面光111在前面光Il 中的比例（111/11)，并描绘通过仿真而得到的数据的图表。此外，在图14中，?(菱形） 表不导光板3的厚度方向的1/2指向角0 a彡70°的情况的数据；(正方形）表不1/2 指向角e a = 60°的情况的数据；▲(三角）表示1/2指向角0 a = 40°的情况的数据； 〇（圈）表示1/2指向角0a = 20°的情况的数据。从图14可知，只要满足导光板3的厚 度方向的1/2指向角0 a为60°以下、棱镜34的扁平率H/R为0.26以上且0.44以下（图 14中箭头的范围）这样的条件，则正面光111在前面光Il中的比例成为50%以上，能够使 正面光111的光量增大。
[0086] 此外，在现实中，考虑到聚光透镜12的生产率、聚光透镜12的精度偏差、导光板3 的配光分布（正面光111的比率），优选设定为30°彡1/2指向角0a彡60°、0. 30彡扁 平率H/R彡0.40。
[0087] 图15?图18表不基于以导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0 a、棱 镜34的扁平率H/R为变量的上述仿真结果，对导光板3的配光分布的优劣进行了判断的结 果。
[0088] 首先，图15表示导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0a、棱镜34的扁平 率H/R为"0a彡60°、0. 25彡H/R彡0. 50"的区域S1。通过将光源1的1/2指向角0 a、 以及棱镜34的扁平率H/R设定为区域SI的范围内，从射出面32射出的射出光占主导地位， 作为照明器具的配光分布变得优选。即，通过将1/2指向角0a、扁平率H/R设定为区域Sl 内，在导光板3的射出面33设置了棱镜34的情况下，能够提高从导光板3的射出面32射 出的光的比率（光量）。
[0089] 接下来，图16表示导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0 a、棱镜34的 扁平率H/R为" 0 a彡60°、0. 26彡H/R彡0. 44"的区域S2。通过将光源1的1/2指向角 9 a、以及棱镜34的扁平率H/R设定为区域S2的范围内，能够将正面光111在前面光11中 的比例维持为50%以上，作为照明器具的配光分布变得更优选。
[0090] 接下来，图17表示导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0 a、棱镜34的 扁平率H/R为"30°彡0a彡60°、0. 30彡H/R彡0.40"的区域S3。该区域S3中的光源 1的1/2指向角0 a、棱镜34的扁平率H/R是考虑到聚光透镜12的生产率，聚光透镜12的 精度偏差、导光板3的配光分布（正面光111的比率），而认为在区域S2内实际能够实现的 范围。S卩，通过将1/2指向角0 a、以及扁平率H/R设定为区域S3的范围内，能够容易地实 现能够对作为照明器具的配光分布更优选地进行控制的聚光透镜12以及棱镜34。
[0091]接下来，图18表示导光板3的厚度方向上的光源1的1/2指向角0 a、棱镜34的 扁平率H/R为"0a彡60°、H/R彡0. 24"以及"60° < 0a"的区域S4。该区域S4中的光 源1的1/2指向角0a、棱镜34的扁平率H/R，对于配光控制为从射出面32射出的射出光 占主导地位一事，效果较小。
[0092] 图19A、19B、图20A、20B表示使用了图1?图3所示的照明器具的实际的配光分 布。具体地说，图19A是从图1?图3所示的照明器具取下了导光板3的状态的概略图，图 19B是图19A的状态下的配光曲线图。此外，图20A是图1?图3所示的照明器具的概略 图，图20B是图20A的状态下的配光曲线图。
[0093] 此外，在该例（参照图2、图20A)中，导光板3的长度Xl为Xl = 600mm，宽度X2 为X2 = 200_。此夕卜，光源1中，将120个LED元件Ilb以5mm间隔配设在基板Ila上。此 夕卜,各LED元件Ilb的尺寸为3_X I. 4mmX0. 6_。此夕卜，各棱镜34的半径R为R = 30 ii m， 扁平率H/R为0.25以上且0.50以下的值，射出面33上的棱镜34的覆盖率为45%。此外， 聚光透镜12射出的光（即，光源1射出的光）的1/2指向角0 a为约35°。此外，在导光 板3的除了端面31以外的其他3个端面（包括端面35)上，粘贴有反射系数较高的白色带 5(参照图20A)。此外，光源1的输入电力为约30W。
[0094] 图19B表示将导光板3取下的情况下的仅基于光源1的配光分布。这种情况下的 配光分布为，1/2指向角成为约35°，向前面侧以及背面侧（第二方向D2的第一侧以及第 二侧）双方大致均等地照射光13。
[0095] 图20B表示在光源1安装了导光板3的情况下的配光分布。聚光透镜12对LED元 件Ilb所发出的光进行配光控制，以使导光板3的厚度方向上的1/2指向角0 a成为60° 以下。此外，棱镜34的扁平率H/R被设定为0. 25彡H/R彡0. 50的范围内。这种情况下的 配光分布被配光控制成前面光Il比背面光12多、前面光Il (从射出面32射出的射出光） 占主导地位。此外，在导光板3的与端面31对置的端面35上粘贴有反射系数高的白色带 5,通过白色带5的反射光而有光照射到光源1的后方区域U1。
[0096] 如上述那样，本实施方式的照明器具具备导光板3。导光板3由板状的透光性部件 形成。导光板3具有作为射出光的射出面发挥作用、并在厚度方向的两侧相互对置设置的 射出面33 (第一面）以及射出面32 (第二面）。并且，照明器具具备在导光板3的射出面33 上配设的棱镜34作为由透光性树脂构成的凸曲面状的突部。并且，照明器具具备对导光板 3的沿着厚度方向的端面31入射光的光源1。并且，被定义为从光源1射出的光的强度为 峰值的一半的部位间的角度的1/2指向角0 a，在导光板3的厚度方向上为60°以下。并 且，棱镜34相对于射出面33的高度H与棱镜34和射出面33相接的部位的半径R之比H/ R满足0. 25以上且0. 50以下。
[0097] 由此，能够提高从照明器具的正面侧的面（射出面32)射出的光的比率，能够得到 作为照明器具而优选的配光分布。
[0098] 此外，如图21所示，也可以将丙烯酸制的聚光透镜12-体形成在丙烯酸制的导光 板3的端面31。在这种情况下，聚光透镜12与导光板3的端面31之间不存在空气层、粘接 剂等，因此聚光透镜12与导光板3的端面31之间的界面上的能量损失（光的损失）得到 抑制。此外，聚光透镜12也可以是通过透光性的粘接剂等安装于导光板3的端面31的构 成。即，聚光透镜12优选设置在导光板3的端面31。
[0099](实施方式2)
[0100] 图22、图23表示本实施方式的照明器具的构成。
[0101] 在本实施方式的照明器具中，在矩形箱状的框体6内收纳有2个光源1(称为光源 1A、1B)(参照图23)，光源IAUB从框体6的相互对置的面（图23中的左右方向的两面）向 相互相反方向输出光。此外，本实施方式的照明器具具备2个导光板3 (称为导光板3A、3B)。 并且，如图23所不，光源IA与导光板3A成对，光源IB与导光板3B成对，在框体6的相互 对置的面上分别设有导光板3A、3B。在本实施方式中，光源IA (第一光源）和光源IB (第二 光源）的构造相互相同，导光板3A(第一导光板）和导光板3B(第二导光板）的构造相互 相同。以下，对于光源1A、导光板3A的构成要素赋予符号"A"，对于光源1B、导光板3B的构 成要素赋予符号"B"，根据需要进行区别。
[0102] S卩，本实施方式的照明器具具备：具有相互对置的射出面33A(第一面）以及射出 面32A (第二面）的第一导光板3A ;对第一导光板3A的第一端面31A入射光的第一光源IA ; 具有相互对置的射出面33B (第一面）以及射出面32B (第二面）的第二导光板3B;以及对 第二导光板3B的第一端面31B入射光的第二光源1B。在第一导光板3A的第一面33A设有 凸曲面状的突部34A (棱镜），在第二导光板3B的第一面33B设有凸曲面状的突部34B (棱 镜）。第一导光板3A和第二导光板3B以相互的第一端面31A、31B对置的方式（相互的第 二面32A、32B朝向相同的方向的方式）配置。
[0103] 该照明器具是通过安装在框体6上的线（wire)7从顶棚悬挂的悬吊型的照明器 具。本实施方式的照明器具以各导光板3A、3B的第一面32A、32B朝向铅直下方的方式由线 7支承。此外，对于与实施方式1同样的构成赋予相同的符号而省略说明。
[0104] 接下来，图24中表示通过仿真求出的本实施方式的照明器具的配光分布（从导 光板3的长度方向（X21的两端方向）观察的配光曲线图）。此外，在该仿真中使用的照明 器具的模型（参照图22)中，各导光板3A、3B的长度X21为X21 = 600mm，照明器具的宽度 X22为X22 = 400mm，各导光板3A、3B的厚度X23为X23 = 4mm。此外，在各光源1A、1B中， 将120个LED元件Ilb以5mm间隔配设在基板Ila上。此外，各光源1A、IB中的各LED元 件Ilb的尺寸为3_X1.4mmX0.6謹。此夕卜，各棱镜34A、34B的半径R为R = 30iim，扁平 率H/R为0. 25以上且0. 50以下的值，导光板3A、3B的射出面33A、33B上的棱镜34A、34B的 覆盖率分别为45%。此外，各聚光透镜12A、12B射出的光的1/2指向角0 a为大约35°。 此外，在各导光板3A、3B中，在除了安装对应的光源IAUB的端面31A、31B以外的其他3个 端面（包括端面35A、35B)上，粘贴有反射系数高的白色带（未图示）。此外，光源IAUB的 输入电力之和为约60W。
[0105] 图24所示，该照明器具的配光分布为：导光板3A的前面光11A、导光板3B的前面 光IlB在大范围内向下方照射的宽广的配光。此外，导光板3A的背面光I2A、导光板3B的 背面光I2B在大范围内向上方照射，成为大范围照射顶棚的配光。
[0106] 通常，在使用了导光板的照明器具的情况下，在导光板上设置光扩散片、反射板等 而进行配光控制等。与此相对，本实施方式的照明器具中，将聚光透镜（12A、12B)的特性以 及棱镜（34A、34B)的形状设定为与实施方式1同样，由此不需要光扩散片以及反射板，因此 通过导光板3A、3B的高透光性，成为装饰性优良（特别是未点亮时）的照明器具。
[0107] 此外，在本实施方式的照明器具中，使导光板3A、3B为相互相同的构造，使光源 IAUB为相互相同的构造，实现相对于框体6的长边方向对称的配光。但是，在想得到非对 称的配光的情况下，也可以使导光板3A、3B为相互不同的构造、使光源1A、IB为相互不同的 构造。
[0108](实施方式3)
[0109] 本实施方式的照明器具与实施方式2的照明器具同样，具备图22、图23所示的构 成。其中，本实施方式的照明器具使照明器具的宽度为X22 = 200_。其他构成与实施方式 2同样，对于同样的构成赋予相同的符号而省略说明。
[0110] 本实施方式的照明器具中，作为各导光板3A、3B的棱镜34A、34B，将扁平率H/R相 互不同的多个棱镜混合使用。由此，能够进行适合于照明器具的种类的配光设计。以下，表 示仿真结果。
[0111]本实施方式中使用的棱镜的扁平率H/R被设定为" 0. 40 "、" 0. 38 "、" 0. 36 "、 "0. 34"、"0. 32"、"0. 30"中的任一个值。以下，对于具有上述扁平率H/R的棱镜分别赋予符 号 34a、34b、34c、34d、34e、34f。图 25A ?25F 表示分别使用 了棱镜 34a、34b、34c、34d、34e、 34f的情况下的照明器具的配光分布（从导光板3的长度方向（X21的两端方向）观察的配 光曲线图）。扁平率H/R越大，则导光板3A的前面光IlA的配光范围与导光板3B的前面光 IlB的配光范围越相互接近（参照图25A)。此外，扁平率H/R越小，则导光板3A的前面光 IlA的配光范围与导光板3B的前面光IlB的配光范围越相互远离（参照图25F)。
[0112] 并且，例如通过将扁平率H/R = 0. 40的棱镜34a与扁平率H/R = 0. 38的棱镜34b 混合使用，能够实现图26所不的窄角配光。图26表不将棱镜34a与棱镜34b混合使用的 情况下的照明器具的配光分布（从导光板3的长度方向（X21的两端方向）观察的配光曲 线图）。此外，在图26的例子中，使扁平率H/R = 0.40的棱镜34a的比率为80%、扁平率 H/R = 0. 38的棱镜34b的比率为20%。图26所示的配光分布为，导光板3A的前面光IlA 以及导光板3B的前面光IlB的各配光范围收敛于照明器具下方的比较窄的范围，实现窄角 配光。并且，导光板3A的背面光I2A以及导光板3B的背面光I2B的各配光范围也收敛于 照明器具上方的比较窄的范围，实现窄角配光。
[0113] 此外，例如通过将扁平率H/R = 0. 40的棱镜34a、扁平率H/R = 0. 38的棱镜34b 以及扁平率H/R = 0. 30的棱镜34f混合使用，能够实现图27所示的广角配光。图27表示 将棱镜34a、棱镜34b以及棱镜34f混合使用的情况下的照明器具的配光分布（从导光板3 的长度方向（X21的两端方向）观察的配光曲线图）。此外，在图27的例子中，使扁平率H/ R = 0. 40的棱镜34a的比率为70%、扁平率H/R = 0. 38的棱镜34b的比率为10%、扁平率 H/R = 0. 30的棱镜34f的比率为20%。图27所示的配光分布为，导光板3A的前面光IlA 以及导光板3B的前面光IlB的各配光范围扩展到照明器具下方的比较广的范围，实现广角 配光。并且，导光板3A的背面光I2A以及导光板3B的背面光I2B的各配光范围也与图26 的情况相比扩展到照明器具上方的比较广的范围，实现广角配光。
[0114](实施方式4)
[0115] 图29、图30表示本实施方式的照明器具的构成。本实施方式的照明器具的基本 构成与实施方式2同样，但使导光板3A、3B倾斜这一点与实施方式2不同。对与实施方式 2同样的构成赋予相同的符号而省略说明。
[0116] 本实施方式的照明器具是从顶棚101悬挂的悬吊型的照明器具。并且，从导光板 3A、3B的射出面32A、32B向下方（垂直方向的下方）射出的光照射地板面100,从射出面 33A、33B向上方（垂直方向的上方）射出的光照射顶棚101(参照图30)。即，射出面32A、 32B以地板面100为照射面，射出面33A、33B以顶棚101作为照射面。
[0117] 如图31A所不，以导光板3A、3B的各板面成为相同平面的方式不使导光板3A、3B 倾斜地配置的情况（后述的倾斜角0 1 = 0° )下，照明器具的配光分布（从导光板3A、3B 的长度方向（X21的两端方向；参照图22)观察的配光曲线图）如图31B。从图31B可知， 导光板3A、3B的前面光I1A、I1B(正面光I11A、I11B，以及侧光I12A、I12B)向对应的光源 IAUB的发光方向倾斜。因而，在作为悬吊型的照明器具使用的情况下，向与地板面100垂 直地照射的铅直方向的光（正下光）的成分变得比较少。悬吊型的照明器具的下方的配光 分布优选使该正下光的成分变多。
[0118] 此外，从图31B可知，导光板3A的背面光I2A、导光板3B的背面光I2B相对于与地 板面100平行的基准面110 (参照图30)的角度0 c为约15°?20°。悬吊型的照明器具 的上方的配光分布优选为，使背面光I2A、I2B的角度0 c接近0°，以尽量小的角度0 c向 上方配光。
[0119] 因此，在本实施方式中，使前面光I1A、IlB所包含的正下光的成分增加、且使背面 光I2A、I2B的角度0 c接近于0°，因此以导光板3A、3B的端面35相互接近的方式使导光 板3A、3B倾斜（参照图30、图32A)。具体地说，导光板3A、3B在端面31A、31B (第一端面） 上分别安装有光源1A、1B，并与这些端面31A、31B对置地形成有端面35A、35A (参照图30)。 并且，导光板3A、3B以端面35A、35B比端面31A、31B更接近地板面100的方式倾斜地设置。 艮P，导光板3A、3B的端面35A、35B彼此以相互接近的方式向下方倾斜。在本实施方式中，为 了实现对称的配光，使导光板3A、3B相对于基准面110倾斜相同的角度（参照图32A)。以 下，将导光板3A、3B相对于基准面110的倾斜角称为0 1。
[0120] 此外，如图32A所示，以导光板3A、3B的端面35A、35B彼此在下侧（照射面100侧） 相互接近的方式将导光板3A、3B倾斜配置的情况（作为一例，倾斜角0 1 = 10°的情况） 下，其配光分布如图32B所示。图32B所示的配光分布是从导光板3A、3B的长度方向（X21 的两端方向）观察的配光曲线图。
[0121] 以下，对导光板3A、3B相对于基准面110的倾斜角0 1、以及棱镜34A、34B的扁平 率H/R的设定进行说明。
[0122] 首先，导光板3A、3B的倾斜角0 1根据如下两个条件来设定：
[0123] (条件1)使背面光I2A、I2B的角度0 c接近0°。
[0124] (条件2)使前面光Il的正下光的成分增大。
[0125] (条件 1)
[0126] 在导光板3A、3B的倾斜角0 1 = 0°的情况下，背面光I2A、I2B的角度0 c为约 15°?20° (参照图25A?25F)。因此，为了使背面光I2A、I2B的角度0 c接近0°，将 导光板3A、3B的倾斜角0 1设定为5°?25°即可。S卩，满足（条件1)的倾斜角0 1为，
[0127] 5。彡 0 1 彡 25。......（式 1)。
[0128] (条件 2)
[0129] 如图33所示，将使导光板3A、3B的倾斜角0 1从0°起逐渐增加，而从光源1输出 的光的强度成为峰值的一半（0.5倍）的最初的部位Za朝向正下方的倾斜角0 1设为下限 倾斜角9 11。并且，将使倾斜角9 1逐渐增加，而从光源1输出的光的强度成为峰值的0.9 倍的第二个部位Zb朝向正下方的倾斜角0 1设为上限倾斜角0 12。通过将倾斜角0 1设 定为下限倾斜角9 11以上且上限倾斜角9 12以下，能够满足（条件2)。表1表示按照图 25A?25F的每个配光分布导出的下限倾斜角0 11、上限倾斜角0 12的值。如上述那样，图 25A ?25F 的各配光分布与棱镜的扁平率 H/R ="0? 40"、"0. 38"、"0. 36"、"0. 34"、"0. 32"、 "0. 30"分别对应。
[0130] 【表1】
[0131]

【权利要求】
1. 一种照明器具，其特征在于，具备： 导光板，由板状的透光性部件形成，具有在厚度方向的两侧相互对置地设置而作为射 出光的射出面发挥功能的第一面以及第二面； 凸曲面状的突部，配设于所述导光板的所述第一面，由透光性树脂构成；以及 光源，构成为对所述导光板的沿着所述厚度方向的第一端面入射光， 在所述导光板的厚度方向上，1/2指向角为60°以下，该1/2指向角被定义为从所述光 源射出的光的强度成为峰值的一半的部位之间的角度， 所述突部相对于所述第一面的高度Η与所述突部和所述第一面相接的部位的半径R之 比H/R满足0. 25以上且0. 50以下。
2. 如权利要求1记载的照明器具，其特征在于， 所述光源具备： 发出光的发光元件；以及 聚光透镜，设置在所述发光元件与所述导光板的所述第一端面之间，对所述发光元件 所发出的光进行配光控制，以使所述1/2指向角在所述导光板的厚度方向上成为60°以 下。
3. 如权利要求2记载的照明器具，其特征在于， 所述聚光透镜设置在所述导光板的所述第一端面。
4. 如权利要求3记载的照明器具，其特征在于， 所述聚光透镜具有收纳所述发光元件的凹部、以及从所述凹部的周缘到达所述导光板 的所述第一端面的外缘的反射面。
5. 如权利要求1至4中任一项记载的照明器具，其特征在于， 所述突部相对于所述第一面的高度Η与所述突部和所述第一面相接的部位的半径R之 比H/R满足0. 26以上且0. 44以下。
6. 如权利要求1至4中任一项记载的照明器具，其特征在于， 所述导光板具有与所述第一端面对置的第二端面，并且以所述第二端面比所述第一端 面更接近于从所述第二面射出的光所照射的照射面的方式倾斜地设置， 所述导光板相对于与所述照射面平行的基准面倾斜的角度Θ1满足5°以上且25°以 下。
7. 如权利要求6记载的照明器具，其特征在于， 所述突部相对于所述第一面的高度Η与所述突部和所述第一面相接的部位的半径R之 比Η/R满足0. 30以上且0. 43以下， 所述导光板相对于所述基准面倾斜的角度θ 1满足-250 · (Η/ R)+100 彡 θ 1 彡-335. 7 · (H/R)+149. 2。
8. 如权利要求6记载的照明器具，其特征在于， 还具备反射部件， 所述反射部件与所述第一面对置设置，以反射从所述导光板的所述第一面射出的光。
9. 如权利要求1至4中任一项记载的照明器具，其特征在于， 所述突部通过由喷墨装置吐出到所述第一面上的透光性树脂的液滴硬化来形成。
10. 如权利要求1记载的照明器具，其特征在于， 所述光源具备： 多个LED元件，在所述第一端面上沿着与所述导光板的厚度方向正交的方向设置；以 及 聚光透镜，设置在所述多个LED元件与所述第一端面之间，对所述多个LED元件所发出 的光进行配光控制，以使所述1/2指向角在所述导光板的厚度方向上成为60°以下， 所述突部在所述导光板的所述第一面上形成为二维阵列状。
【文档编号】F21V23/00GK204083912SQ201420509886
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】齐见元洋, 佐藤步, 阿南真一 申请人:松下电器产业株式会社